严陆光:风电发展须与电网协调规划

2013-5-03 11:33 来源: 中国科学院
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  近年来,中国风电发展所取得的成绩吸引了世界的目光:我国已经成为全球风电装机增长速度最快、新增风电装机容量最大的国家,风电在我国所有电源中的排序已升至第三位。风电高速发展也带来了并网和消纳难题。究竟该如何解决发展中的烦恼?记者就此采访了中国科学院院士严陆光

  问题:大规模风电难消纳

  风电作为清洁、无污染、可再生的能源,十余年来一直是国家大力发展的对象,被认为是最容易规模化应用的新能源。

  从上个世纪90年代初就开始呼吁发展风电的严陆光,非常欣喜于当下风电的良好发展势头,认为风能在未来替代化石能源上将大有可为。但与此同时,基于对现状的观察,他也冷静地表达了一定程度的担忧:国外一般以小型风电场为主,容量通常在10万千瓦左右,而国内经常见到百万千瓦及以上的大型风电场,这会不会影响风电的顺利并网?

  此外,最近6年间,我国风电装机占全部发电装机的比例从不足1%提高到5.3%。这一比例与美国大致相当,但在局部地区,风电所占比例远远大于这个数字,比如目前东北地区风电占总装机的比例已达30%。

  “国际上通常的看法是风电在电网中的占比不能太大,否则既不利于调峰,也不利于消纳。”严陆光说,“如果因为消纳问题出现大规模的弃风现象,发展风电的效益就会受到很大影响。”

  在严陆光看来,我国风电发展与电网发展、市场消纳能力并没有实现有效衔接。“当风电规模小的时候,自由发展对电网影响并不大,可一旦规模大了,不但调峰上存在压力,而且靠关停火电机组保证风电消纳的做法既不科学也不经济。”

  据统计,近年来,国内风电增长速度大大高于负荷增长和需求增长速度。“十一五”期间,风电并网装机年均增长86%,“十二五”以来年均增长仍高达30%,而市场消纳能力却远远滞后。如此一来,弃风情况难以避免。

  以吉林省为例,2012年,吉林省风电装机达到330万千瓦,比2010年增加110万千瓦,省内风电消纳能力为140万千瓦,比2010年仅提高20万千瓦,风电装机达到省内消纳能力的2.4倍,导致弃风严重。

  面对大规模风电消纳这一世界性难题,亟须探索出切实可行的路径和方案,以有效解决弃风困扰,提升风电发展的经济性。

  建议:统一协调电网电源规划

  电网调度专业出身的严陆光深知大规模风电调度之难。“风一会儿来,一会儿不来,输出功率和电压都极不稳定,而电网和客户端所需要的电压必须是稳定可靠的。”

  按照严陆光的观点,目前风电由各地自行发展的模式是不可取的,这样既不知道风电场建成之后配套电网建设情况究竟如何、能不能及时并网,又不了解市场需求,能不能实现完全消纳、将会在哪里消纳。而以电网为主,统一协调各种类型的电源规划,在风电场建成之前就规划好如何并网、如何消纳,这样不仅能缓解电网调峰压力,还能有效提升风电发展效益,大大降低弃风比例。

  另外,我国风能资源主要分布在“三北”地区,而这些地方目前的电力需求有限,如果不能实现大容量电力送出,使风电在全国范围内进行调配,这些地方已经建成和正在建设的风电场在较长时间里都将面临巨大的弃风压力。“既然我国能源资源分布的格局不会改变,大规模输电也就势在必行。”严陆光说。

  从全球范围看,不可再生的化石能源总会有耗竭的一天,以风电为代表的可再生能源大规模发展是必然趋势。深入研究大规模风电并网技术并积累相关数据,无疑将有助于我国在未来的能源应用领域占据领先地位。“风力发电比光伏发电更不确定,要想摸清风力发电的规律,各地还得根据实际情况积累数据。”严陆光说,“我觉得只要基于一定的数据,预测风电的规律是可能的。”

  提及风电并网之难及目前很多地方用火电来为风电调峰的现状,严陆光提到了智能电网。他说,过去调度部门调控的主要是发电侧负荷,且电源相对稳定、波动性较小;现在发展智能电网要求不仅能调控发电侧,还要能调控用电侧。在风电、光伏发电等波动性较大的电源更多接入后,用电侧配合发电侧进行负荷变动,将更有利于送端和受端的平衡,发挥发电设备和电网的最大效益。

  “目前中国基于大型风电场、大电网出现的并网和消纳难题是世界上其他国家从来不曾遇到过的,但并非不可解决。”严陆光总结道,“而解决的关键是要靠以电网为主来提前规划风电建设,其他的一切都要基于这个前提。”